الکترو موتور وعيب يابي آن

موتور هاي الکتريکي (آسنکرون-يونيورسال-قطب چاکدار ) عيب يابي ورفع عيب موتور هاي مذکور .
موتور ها مهمترين اجزايي هستند که در لوازم برقي گردنده بکار مي روند.موتور ها انرژي الکتريکي را به انرژي مکانيکي تبديل مي کنند. الکتروموتور ها را مي توان به سه دسته کلي تقسيم کرد:
1- موتور هاي آسنکرون
2 - موتور هاي يونيورسال
3- موتور با قطب چاکدار
1- موتور هاي آسنکرون:
که با برق متناوب کار مي کنند از دو قسمت روتور واستاتور ساخته شده اند.با روشن شدن موتور سيم پيچ هاي درون شيار هاي استاتور يک ميدان مغناطيسي دوار بوجود مي آورند که اين ميدان برروتور که قسمت گردنده موتور وداراي محور انتقال حرکت مي باشد نيز اثر گذاشته ودر آن خاصيت مغناطيسي بوجود مي آيد .به هر حال با بوجود آمدن قطب هاي مغناطيسي هم نام وغيرهم نام عمل جذب ودفع انجام شده که باعث حرکت چرخشي روتور مي گردد.براي راه اندازي موتور ها از حالت سکون روش هاي مختلفي بکار مي برند که مهمترين آن ها عبارتند از:
الف- آسنکرون با راه انداز غير خازني (کلاجي ) در اين موتور به غير از سيم پيچي هاي اصلي يک سري سيم پيچ کمکي نيز قرار دارد که ميدان مغناطيسي ديگري با فاصله زماني با ميدان مغناطيسي اصلي بوجود مي آورد.که باعث چرخش پرقدرت تر موتور مي گردد. پس از اين که سرعت موتور به 75 درصد سرعت اسمي رسيد کلاج که تحت تاثير نيروي گريز از مرکز کار مي کند به عنوان يک کليد عمل کرده وسيم پيچ کمکي را از مدار خارج مي کند.
ب - آسنکرون با راه انداز خازن موقت - اين موتور ها داراي علامت اختصاري CSMمي باشند وداراي يک خازن الکتروليتي با ظرفيت حدود 200 الي 500 ميکرو فاراد است که باسيم پيچ کمکي بطور سري بسته شده وهر دوي آنها باسيم پيچ اصلي موازي بسته مي شوند. خازن وسيم پيچ کمکي يک اختلاف فاز ودو ميدان مغناطيسي بوجود مي آورد که باعث چرخش موتور مي گردد. در اين موتور نيز کليد گريز از مرکز سيم پيچ کمکي را از مدار خارج مي کند.
ج - آسنکرون با راه انداز خازن موقت وخازن دايم.(با علامت اختصاري TCM) - يکي از خازن ها پس از راه اندازي از مدار خارج شده وخازن ديگر در حالتي که با سيم پيچ کمکي سري مي باشد در مدار باقي مي ماند.
د - آسنکرون با راه انداز خازن دايمي ( PSCM) در اين موتور ها که داراي قدرت کم تري نسبت به موتور هاي قبلي هستند از يک خازن که با سيم پيچ کمکي سري بسته شده است استفاده شده و کليد گريز از مرکز ندارند بنابر اين خازن به همراه سيم پيچ کمکي هميشه در مدار باقي است.

شناسايي سيم پيچ هاي اصلي وکمکي :

1- سيم پيچ هاي اصلي در زير شيار ها و سيم پيچ کمکي در رو قرار دارند.
2- سطح مقطع سيم هاي کمکي هميشه از سيم هاي اصلي کمتر است.
3- سيم پيچ کمکي داراي مقاومت بيشتري (اهم بيشتر ) نسبت به سيم پيچ اصلي است وضمنا" خازن با سيم پيچ کمکي سري شده است.
عيب يابي موتور هاي آسنکرون - معيوب شدن موتور ها يا مربوط به قطعات برقي مثل سيم پيچ ها وخازن است يا مربوط به قطعات مکانيکي مثل بلبرينگ و بوشن ها .

عيب يابي قطعات برقي :

عيب1- موتور اصلا"روشن نشده و جرياني از مدار عبور نمي کند.
علت1 -جايي از مدار قطع است.
رفع عيب1- با آوامتر تمام مدار شامل پريز،دوشاخه ،سيم هاي رابط،کليدها واتصالات در تخته کلم موتور را بر رسي وعيب مربوطه را بر طرف مي نماييم.
عيب2- موتور اصلا"روشن نشده وجرياني از مدار عبور نمي کند.
علت2 -سوختن فيوز.
رفع عيب2-ابتدا علت سوختن فيوز که مربوط به اتصالي مي باشد را بررسي نموده پس از آن به تعويض فيوز مي پر دازيم.
عيب3-موتور پس از روشن شدن خيلي زود داغ مي شود.
علت3-موتور نيم سوز است.
رفع عيب3- در هر کدام از سيم پيچ هاي کمکي واصلي ميتواند اتصال حلقه ويا اتصال کلاف به کلاف بوجود آمده باشد.بنابر اين مسير جريان الکتريکي کوتاه شده در نتيجه ميدان مغناطيسي مناسب براي گردش بوجود نمي آيد وباعث داغي موتور ميشود.موتور هاي نيم سوز جريان بيشتري نسبت به موتور هاي سالم مشابه خود دريافت مي کنند. براي رفع عيب در صورتي که محل اتصالي مشخص باشد وبتوان به نحوي آن را عايق نمود اقدام کرده ودر غير اين صورت موتور بايد دو باره سيم پيچي شود.
عيب4- موتور پس از روشن شدن خيلي زود داغ مي شود.
علت4- زياد بودن بار موتور.
رفع عيب 4- هر موتوري داراي توان مکانيکي مشخص است در صورتي که بيش از توان مربوطه از موتور نيرويي خواسته شود جريان بيشتري از سيم ها عبور مي کند که با سطح مقطع وتعداد دور آن ها همخواني ندارد وباعث گرما در موتور و آسيب ديدن آن خواهد شد .براي رفع عيب بايد بار موتور را کم نموده واز کار مداوم آن خود داري کرد.
عيب5- موتور پس از روشن شدن خيلي زود داغ مي شود وزير بار مي خوابد.
علت 5- عمل نکردن کليد گريز از مرکز .
رفع عيب 5 - علاوه بر جريان در يافتي توسط سيم پيچ اصلي ،سيم پيچ کمکي نيزچون از مدار خارج نمي شود جريان دريافت مي کند .براي اطمينان از صحت عمل کرد کليد گريز از مرکز بايد به صداي کنتاکت آن در حالت دور گرفتن موتور وهمچنين از دور افتادن آن گوش کرد .براي رفع عيب بايد کليد سرويس ويا تعويض شود.
عيب 6- با روشن کردن موتور صداي زيادي شنيده مي شود ولي به گردش در نمي آيد.
علت 6- خرابي کليد گريز از مرکز .
رفع عيب 6- درصورتي که کنتاکت هاي کليد در حالتي که موتور خاموش بوده وصل نشده باشد.درزمان شروع بکار ،سيم پيچ راه انداز در مدار قرار نگرفته وطبيعتا"موتور بگردش نمي افتد.براي رفع عيب کليد را با آوامتر امتحان ودر صورت معيوب بودن تعويض مي نماييم.
عيب 7- با روشن شدن موتور صداي زيادي شنيده مي شود ولي به گردش در نمي آيد.
علت 7 - قطعي سيم پيچ اصلي يا کمکي .
رفع عيب 7 - به کمک آوامتر هر دو مدار را امتحان ودر صورت مشخص بودن محل پارگي ،آن را تعمير مي نماييم.
عيب 8 - با روشن شدن موتور صداي زيادي شنيده مي شود ولي به گردش در نمي آيد.
علت 8 - نيم سوز بودن يا سوختگي موتور .
رفع عيب 8 - موتور سريعا"داغ شده وجريان زيادي مي کشد همچنين بوي سوختگي ويا دود از مشخصه هاي آن است.رفع عيب سيم پيچي مجدد است.
عيب 9 - با روشن کردن موتور صداي زيادي شنيده مي شود ولي به گردش در نمي آيد.
علت 9 - خرابي خازن.
رفع عيب 9 - خازن ها به منظور راه اندازي موتور بکار رفته اند خازن را مطابق با مطالبي که در مورد عيب يابي خازن ها گفتيم آزمايش نموده در صورت نياز آن را تعويض مي کنيم.
عيب 10 - با روشن کردن موتور فيوز عمل کرده مدار قطع مي شود.
علت 10 - اتصال کوتاه در مدار اصلي موتور .
رفع عيب 10 - دوشاخه ،سيم هاي رابط وجعبه اتصالات موتور را بررسي کرده در صورت پيدا کردن محل اتصالي آن را مرتفع مي نماييم.
عيب 11 - با روشن کردن موتور فيوز عمل کرده مدار قطع مي شود.
علت 11 - سوختگي کامل موتور
رفع عيب 11 - با مشاهده استاتور وسيم پيچ هاي مربوطه عيب حاصل تاييد گرديده وبراي رفع آن بايد موتور سيم پيچي گردد.
عيب 12 - با روشن کردن موتور فيوز عمل کرده مدار قطع مي شود.
علت 12 - اتصال کوتاه در خازن
رفع عيب 12 - اگر با جدا کردن خازن از مدار و به برق زدن موتور فيوز ديگر عمل نکرد عيب از خازن است وبايد آن را تعويض نمود.

عيب يابي قطعات مکانيکي.

عيب 1 - محور موتور چه در حالت روشن وچه در حالت خاموشي به سختي حرکت مي کند.
علت 1 -بطور کلي خرابي بلبرينگ ها وياطاقان هاي دو سر محور موتور .
رفع عيب 1 - خرابي بلبرينگ ها شامل الف - ترک برداشتن حلقه هاي بلبرينگ،ترک بر داشتن ساچمه ها و غلطک ها .ب - بوجود آمدن حفره وشيار در سطح داخلي حلقه ها که علت آن وجود ذرات سخت بين ساچمه وحلقه مي باشد.ج - گريپاژ (عدم چرخش ساچمه ها ) که ناشي از کثيفي و سخت شدن گريس بلبرينگ مي باشد. د - فرسودگي وپوسيدگي - که به علت جازدن نادرست بلبرينگ ونفوذ رطوبت وعدم گريس کاري مناسب بوجود مي آيد. براي تشخيس عيوب گفته شده بلبرينگ را از نظر ظاهري مشاهده ولقي بين حلقه وساچمه را امتحان مي کنيم . همچنين با چرخش بلبرينگ اگر صداي غير عادي شنيده شود دليل برخرابي آن مي باشد که بايد تعويض گردد.
عيب 2 - گاهي اوقات محور موتور با صداي زيادي مي چرخد.
علت 2 - چرخش حلقه بيروني بلبرينگ در جاي خود.
رفع عيب 2 - جازدن نادرست بلبرينگ وعدم گريس کاري مي تواند باعث لقي بلبرينگ در جاي خود شود . رفع عيب-تعويض بلبرينگ در صورت معيوب بودن بوش زدن وتراش کاري جاي آن يا تعويض دري موتور.
2-موتور هاي يونيورسال
اين موتور ها که هم با جريان متناوب وهم با جريان مستقيم کار مي کنند از دو قسمت اصلي تشکيل شده اند:
الف:قطب ها (بالشتک ها )
ب - آرميچر
در اين موتور ها ميدان مغناطيسي قطب ها بر خلاف موتور هاي آسنکرون دوار نيست وسيم پيچ آرميچر که قسمت گردنده موتور است با سيم پيچ قطب ها سري بسته شده است . پس از عبور جريان از مدار فوق خطوط قواي مغناطيسي قطب ها با خطوط قواي آرميچر عکس العمل نشان داده وباعث گردش موتور مي شود .سرعت اين موتور ها بالا بوده وخيلي سريع به سرعت نهايي مي رسند. از اين موتور ها در اکثر لوازم برقي خانگي مثل چرخ گوشت ،آب ميوه گيري ،هم زن ،آسياب و... استفاده مي شود. براي برقراري ارتباط قطب ها با آرميچر که گردان مي باشد از قطعه اي بنام کلکتور استفاده مي شود . کلکتور از تيغه هاي مسي کنار هم تشکيل شده است که به شکل استوانه روي محور قرار دارد . تيغه ازهمديگر واز محور آرميچر بوسيله ميکا عايق شده اند وسيم پيچ هاي داخل شيار آرميچر به وسيله پيچک ها به يکديگر وصل مي شوند. دو قطعه ذغال به همراه فنر پشت آن ها ارتباط قطب ها با کلکتور را ميسر مي سازد.

عيب يابي موتور هاي يونيور سال :

عيب 1 - موتور روشن نمي شود.
علت 1 - نبودن برق.
رفع عيب 1 - پريز ،دوشاخه وسيم رابط را با آوامتر آزمايش نموده ورفع عيب مي کنيم.
عيب 2 - موتور روشن نمي شود.
علت 2 - کوتاه شدن ذغال ها.
رفع عيب 2 - چون ذغال ها جزيي از مدار سري موتور مي باشد.با کوتاه شدن آن ها ممکن است مدار قطع گردد وموتور روشن نشود با تعويض ذغال رفع عيب مي شود در صورت نبودن ذغال در اندازه مورد نظر مي توان از ذغال بزرگ تر استفاده کرده وبا سوهان آن را به اندازه دلخواه در آورد.
عيب 3 - موتور روشن نمي شود.
علت 3 - خرابي فنر ذغال ها
رفع عيب 3 - به منظور درگير بودن هميشگي ذغال با کلکتور از قطعه اي فنر در پشت ذغال استفاده مي شود گاهي در اثر رطوبت ويا کار زياد خاصيت خود را از دست داده ومدار قطع مي گردد. باتعويض فنر رفع عيب مي شود

روشهاي مختلف راه اندازي موتورهاي آسنكرون

موتورهاي آسنكرون با توجه به قدرت و ولتاژ آن به طرق مختلف راه اندازي ميشوند و با توجه به اينكه موتور در لحظه شروع به كار جريان زيادي ميكشد و اين جريان زياد علاوه بر اينكه به خود موتور صدمه ميزند به مصرف كننده هاي ديگري كه از اين خط تغذيه مي كنند لطمه زده و كار آنها را مختل مي سازد.
بنابراين براي كم كردن جريان شروع به كار موتور بايد چاره اي انديشيد؟؟
معمولاً به روشهاي زير راه اندازي ميشود در نتيجه جريان راه اندازي‌ كم ميشود :
1. به طور مستقيم
2. توسط كليد يا مدار ستاره – مثلث
3. توسط كمپانساتور
4. راه اندازي بوسيله اضافه كردن مقاومت در مدار روتور
5. راه اندازي بوسيله داخل كردن مقاومت در مدار استاتور
1- راه اندازي موتور به طور مستقيم : براي‌ موتورهايي كه بزرگ نيستند و‌ آمپر زيادي از شبكه نمي كشند بوسيله يك كليد سه قطبي به شبكه متصل ميشوند .
2-راه اندازي ستاره – مثلث : ابتدا ولتاژ اوليه را كه بر هر فاز متصل ميشود ،‌ را كم مى كنيم سپس وقتي كه موتور به دور نرمال خود رسيد ولتاژي كه به هر فاز مي رسد را زياد مي كنيم .
بنابراين در لحظه اول كليد به حالت ستاره بوده يعني ولتاژ دو سر هر فاز به u/?3 تقليل مي يابد در نتيجه موتور با توان 3/1 توان نامي خود كار مي كند .
استعمال كليد روي انواع موتورها با روتور قفسه اي يا روتور سيم پيچي امكان پذير است . ولي در موتورهايي كه با بار زياد كار مي كنند از كليد براي راه اندازي استفاده نمي شود . چون گشتاور مقاوم بار زياد است .
3-راه اندازي توسط كمپانساتور : اين وسيله راه اندازي كه اتوترانسفورماتور كاهنده است بين موتور و شبكه قرار مي گيرد . اين طريق راه اندازي به دليل اينكه جريان شروع به كار و گشتاور شروع به كار هر دو به يك نسبت پايين مي آيند خيلي خوب است . ولي چون هزينه آن گراناست فقط در موتورهايي كه قدرت زياد دارند استفاده مي شوند.
4-راه اندازي موتورهاي قفسه اي بوسيله قرار دادن مقاومت سر راه استاتور : براي جلوگيري از عبور جريان زياد در موقع راه اندازي موتور ميتوان مقاومت هايي به طور سري سر راه سيم پيچي هايموتور قرار دارد . و به تدريج كه موتور دور مي گيرد دسته مقاومتهاي راه انداز را به طرف چپ حركت داده در اين صورت كم كم مقاومتها از سر راه مدار خارج ميشود.
اين طريق راه اندازي به دليل تلفات انرژي در مقاومتها زياد و نيروي كشش در لحظه شروع به كار كم ، استعمال كمي دارد.
5-راه اندازي موتورهاي آسنكرون با روتور سيم پيچي با قرار دادن مقاومت سر راه روتور : تمام مقاومتهاي راه انداز را سر راه سيم پيچي روتور قرار داد . بدين وسيله مقاومت مدار سيم پيچي روتور را به حداكثر مقدار خود ميرسانند و سپس استاتور را به شبكه برق وصل مي كنند . مقاومت روئستاي روتور به تدريج از مدار خارج ميشود .

پيدا كردن سرسيم هاي موتور آسنكرون UVW-XYZ

آيا مي دانيد اگر موتور آسنكروني سه فازي داشته باشيم و 6 سر سيم ، كه سر سيم هاي آن مشخص نيست ، چه بايد كرد ؟؟
اگر اين سر سيم ها اشتباه وصل شود در عملكرد موتور چه تغييري حاصل مي شود ؟

تعيين آرايش كلافها در شيار :

موتورهاي سه فاز از سه سيم پيچ تشكيل شده كه هر كدام از اين سيم پيچها 3/1 شيارهاي استاتور را اشغال مي كند. اين سيم پيچها به فاز اول (R) ، فاز دوم (S) ، فاز سوم (T) شناسايي مي شوند.
? سيم پيچي كه از فاز Rتغذيه مي كند شروع سيم پيچي را (U ) و انتهاي آنرا با ( X )
? سيم پيچي كه از فاز S تغذيه مي كند شروع سيم پيچي را (V ) و انتهاي آنرا با ( Y )
? سيم پيچي كه از فاز T تغذيه مي كند شروع سيم پيچي را (W ) و انتهاي آنرا با ( Z )

براي يافتن سر سيم ها‌ :

ابتدا بايد دو سر هر كلاف را پيدا كنيد از مولتي متر يا هر روش ديگري كه مي شناسيد .( يك سر مولتي متر را به يك سر سيم گرفته ، سر ديگر مولتي متر را با 5 سر سيم باقي مانده امتحان مي كنيد . هر كدام كه راه داد ، آن يك كلاف سيم پيچ است . )

اشتباه در سرسيم ها :

همانطور كه مي دانيم موتور سه فاز از سه سيم پيچ تشكيل شده است.كه هر كدام از سيم پيچها 3/1 شيارهاي استاتور را اشغال كرده وباعث تشكيل قطب در موتور مي شود و قطب ها حركت دوراني به روتورمي دهد . حال اگر سر سيمي تغيير كند در موتور ايجاد قطب نمي شود و موتور حركت نمي كند و مي تواند باعث سوختن موتور شود .
قبل از انجام كار اگر بار روي موتور قرار دارد بار را از روي موتور برداريد. ( تسمه يا ....)

تنظيم دور موتورهاي آسنكرون

با دانستن رابطهNr=[60f/p](1-S) دور موتور آسنكرون را ميتوان به طريقه هاي زير تنظيم نمود :
1. تغيير فركانس ولتاژ شبكه
2. تغيير قطبها
3. داخل كردن مقاومت در مدار روتور
4. تغيير ولتاژ موتور
1-تغيير دور بوسيله تغيير فركانس : با تغيير فركانس سرعت سنكرون تغيير ميكند و دور موتور تغيير ميكند . ميتوان براي تغيير فركانس از يك مولد يا مبدل فركانس استفاده نمود . و يك يا چند موتور القايي كه در شرايط مشابهي كار مي كنند بوسيله آنها تغذيه شوند . مانند موتور ماشينهاي كارخانه فولاد سازي و موتورهاي محرك ماشين نساجي
2-تغيير دور بوسيله تغيير عده جفت قطبها : اين تغيير را در موتورهاي آسنكروني است كه بتوان با سيم پيچهاي‌ آن تغيير قطب داد كه اين حالت در موتورهاي دو سرعته ( دالاندر ) ديده مي شود كه ميتوان با كليد ( دالاندر ) دور موتور را تغيير داد .
3-تغيير دور با داخل كردن مقاومت در مدار روتور : در موتورهاي آسنكرون با روتور سيم پيچر شده با تغيير مقاوت مدار روتور ميتوان سرعت گردش روتور را تنظيم كرد ولي چون راندمان موتور بر اثر تغيير دور تغيير ميكند در نتيجه كاربرد اين روش خيلي كم است
4-تغيير دور با تغيير ولتاژ : از اين روش در موتورهاي كوچك مانند پنكه و ... استفاده ميشود .

موتور آسنكرون با روتور سيم پيچي شده (روتور رينگي)

روتور سيم پيچي شده : به جاي ميله ، استاتور را مي توان سيم پيچي سه فاز كرد و اينسيم پيچها را به صورت ستاره وصل مي كنيم . درروي محور اين موتور سه حلقه كه نسبت به هم و نسبت به محور عايق هستند (رينگ) قرار دارد . سه سر سيم پيچي روتور به اين سه حلقه متصل مي شود و به وسيله جاروبكهائي كه روي حلقه ها تكيه دارند به يك مقاومت سه فاز ستاره متصل ميشود.

مزاياي موتور آسنكرون با روتور سيم پيچي شده :

? در موقع شروع به كار گشتاور قوي دارد .
? بر خلاف موتور آسنكرون با روتور قفسه اي كه جريان شروع به كار آنها كم است جريان شروع به كار كمي‌ دارد .
? سرعت آن در مقابل بارهاي مختلف تقريباً ثابت است .
? تعداد دور آن تا حدي قابل تنظيم است .( با كم و زياد كردن رئوستا راه انداز )
? ميتوان تا حدي بار آن را زياد كرد .

معايب موتورهاي آسنكرون با روتور سيم پيچي شده :

? در مقابل تغيير ولتاژ حساسيت دارد .
? ضريب قدرت آن در موقعيكه بار به حد نرمال نيست كم مي باشد .
? ضريب قدرت آنها نسبت به ضريب قدرت موتور آسنكرون با روتور قفسه اي كمتر است.

موارد استفاده و كاربرد موتورهاي آسنكرونبا روتور سيم پيچي شده :

از موتور آسنكرون با روتور سيم پيچي شده :براي قدرت هاي خيلي زياد مخصوصاً اگر با فشار قوي باشد استفاده مي شود و يا اينكه در موقع شروع به كار ، موتور احتياج به گشتاور زياد داشته باشد مانند به راه انداختن ترن يا جرثقيلها و غيره

راه اندازي موتورهاي سنكرون در حالت بارداري

ساختمان : استاتور موتورهاي سنكرون از نظر ساختمان دقيقاً مشابه استاتور موتورهاي القايي است سيم پيچهاي سه فاز آن در داخل شيارهاي هسته آهني استاتور تعبيه شده كه وظيفه آنها ايجاد ميدان دوار در هسته استاتور است.
روتور اين موتور به صورت يكپارچه يا از ورقهاي مغناطيسي ساخته مي شود و بر روي آن يك سيم پيچي جريان مستقيم به نام سيم پيچ تحريك نصب مي شود.
جريان تغذيه سيم پيچي تحريك روتور، از طريق دو حلقه كه بر روي محور روتور نصب شده به وسيله جاروبكها تأمين مي شود و روتور اين موتورها عملا بصورت يك مغناطيس الكتريكي (چرخ قطب) رفتار مي كند كه تعداد قطبهاي روتور به اندازه قطبهاي سيم پيچي استاتور خواهد بود.
طرز كار: هنگام وصل استاتور به شبكه سه فاز ، يك ميدان دوار كه سرعت آن متناسب با فركانس شبكه و تعداد قطبهاي استاتور است در آن بوجود مي آيد و سطح روتور را جاروب مي كند.قطبهاي روتور از طريق قطبهاي غير همنام استاتور جذب و لحظه اي بعد مجدداً اين قطبها به وسيله قطبهاي همنام استاتور دفع خواهند شد. پس ميانگين گشتاور صفر و روتور حركت نمي كند قطبهاي روتور به دليل سنگيني و اينرسي موجود در آن نمي توانند به سرعت همراه ميدان دوار استاتور بچرخند. پس بايد با يك وسيله كمكي (راه انداز) ابتدا سرعت روتور را به نزديكي سرعت ميدان دوار استاتور رساند تا روتور بتواند همراه ميدان دوار چرخش كند.
سؤال: گشتاور راه اندازي اين موتورها چقدر است؟

روشهاي راه اندازي موتورهاي سنكرون:

براي راه اندازي موتورهاي سنكرون سه روش اساسي مي توان به كار برد.
1-كاهش سرعت ميدان مغناطيسي استاتور: تا حدي كه روتور بتواند طي نيم سيكل چرخش ميدان مغناطيسي شتاب بگيرد و با آن قفل شود . اين كار را مي توان با كاهش فركانس منبع تغذيه انجام داد.
2-استفاده از يك گرداننده اوليه: كه سرعت موتور را تا حد سرعت سنكرون بالا ميبرد و با طي مراحل موازي كردن ماشين مثل ژنراتور روي خط آورده شود. پس از اين مراحل خاموش كردن با جدا كردن گرداننده اوليه ماشين سنكرون را تبديل به موتور خواهد كرد.
3- استفاده از سيم پيچ هاي ميرا كننده كه در انتهاي قطبين روتور نصب مي شود.
در موتورهاي سنكرون سرعت حركت روتور در هر حال برابر با سرعت ميدان دوار استاتور خواهد بود و افزايش بار فقط عقب ماندگي روتور نسبت به ميدان را موجب مي شود.
اختلاف فاز اين دو ميدان Bs وBR همان زاويه گشتاور است كه از0 تا90 تغيير مي كند. البته اگر افزايش بار بيش حد باشد. موتور از حالت سنكرونيزم خارج خواهد شد كه اصطلاحا آن را ناپايدار مي ناميم ضمنا هنگام كار با سرعت سنكرون با تغييرات جريان تحريك امتداد جريان آرميچر و ضريب قدرت ماشين از حالت پس فازي به اهمي و پيش فازي قابل كنترل خواهد بود كه از اين خاصيت جهت اصلاح ضريب قدرت شبكه استفاده مي شود كه به موتورهاي سنكرون پر تحرك (كاردر حالت پيش فازي) خازنهاي سنكرون نيز گفته مي شود . (موتورهاي سنكرون در حالت كار پيش فازي كم تحريك هستند.) مدار معادل تكفاز موتور سنكرون بصورت زير مي باشد.

تكنولوژي ساخت موتور هاي پله

آيا تا کنون به واژه motion (حرکت) فکر کرده ايد. امروزه اهميت جابه جايي در کليه زمينه ها احساس مي شود. حرکت و سرعت تعريف جديدي را از جهان امروز ارائه مي دهد.
کنترل حرکتي در حوزه الکترونيک به معني کنترل صحيح حرکت يک شي بر اساس فاکتور هايي مانند سرعت - مسافت- بارگيري و يا ترکيبي از کليه موارد مي باشد. امروزه سيستم هاي کنترل حرکتي بسيار زيادي مو جود است که مي توان از stteper motors- linear stepper motors- Dc brush-... نام برد. در اينجا به توضيحات مختصري از تکنولوژي step motor ها اکتفا مي کنيم.
در تئوري از stepper motor به عنوان يک شگفتي در ساده سازي ياد مي شود. اساسا هر stepper يک مو تور با يک ميدان مغناطيسي مي باشد که خود به صورت الکتريکي رو شن شده و باعث چرخش دايرهاي آرماتور آهنربا مي شود.
قسمت کنترل کننده حرکت از يک کابل ميکرو پروسسور جهت توليد پالس هاي پله اي و ايجاد سيگنال هاي مسير حرکت تشکيل شده است. و هر indexer بايستي قادر به انجام دستورات اجرايي باشد.
motion driver و يا همان آمپلي فاير دستورات سيگنال هاي رسيده از منبع را به قدرت مورد نياز براي چرخش پره هاي مو تور مي شود. امروزه تعداد زيادي driver با قدرت هاي مختلف جريان و ولتاژ در ساختار تکنولوژي يافت مي شود.
هر stepper motor يک وسيله مغناطيسي است که هر پالس ديجيتال را به يک چرخش مکانيکي مانند چرخش پره تبديل مي کند. از مزيت هاي آن به هزينه پايين- امنيت بالا - ساده بودن و قابل استفاده بودن در هر محيط مي توان اشاره کرد.

انواع stepper motor ها :

variable reluctance
permanent magnet
hybrid
چگونگي طراحي هر driver تعيين کننده نوع خروجي هر stepper motor است که داراي سه نوع full- half- microstep مي باشد.
Full step:
استاندارد طراحي داراي 50 چرخندا دندانه دار و تو ليد کننده 20 پالس پله اي براي چرخش مکانيکي هر عنصر است.
Half step:
به معني آن است که مو تور مي تواند داراي 400 حرکت پله اي در هر دوره باشد. در اين سيستم يک چرخنده خود داراي انرژي ست که باعث چرخش تناوبي دو چرخنده ديگر مي شود. half stepping يک راه حل عملي تر در صنعت است.
microstep:
يک تکنولوژي نسبتا جديد است که جريان چرخش هر چرخنده را کنترل مي کند. اين کنترل در سطحي انجام مي شود که تقسيم کننده اي فرئي دور تري در بين قطبها قرار گيرد.

موتور استارترها

همانطوري که مي دانيد ، راه اندازي موتورهاي القايي در صنعت از اهميت ويژه اي برخوردار است. به خصوص اين که امروزه استفاده از راه اندازهاي الکترونيکي مانند راه اندازهاي نرم - کنترلر هاي سرعت بسيار مرسوم شده است و لازم است علاقه مندان و کارشناسان اين رشته روشهاي کنترل و راه اندازي موتورها را به شيوه هاي کلاسيک به ديده فراموشي بسپارند و به فراگيري روشهاي بروز بپردازند.
يکي از روشهاي راه اندازي موتورهاي القايي راه اندازهاي نرم مي باشد که از طريق آنها موتور ها از طريق کنترل ولتاژ-فرکانس در يک زمان مشخص بتدريج از سرعت صفر به سرعت نامي مي رسند که اين روش امروزه کاملا جا افتاده است.
راه اندازهاي نرم تنها در هنگام راه اندازي بکار مي روند و معمولا پس از راه اندازي توسط يک کنتاکتور باي پس از مدار خارج مي گردند. اين راه اندازها مي توانند به سيستم از کار اندازي نرم نيز مجهز باشند که کاربرد هاي ويژه اي دارد. ضمن اين که عموما اين نوع راه اندازها به ترمز الکترونيکي از طريق تزريق جريان مستقيم نيز مجهز مي باشند.
سازندگان اين نوع راه اندازها معمولا حفاظت هاي مورد نياز براي موتور را نيز در راه اندازها تعبيه مي کنند که از اين طريق حجم راه انداز محدود مي گردد. ضمن اين که با استفاده از اين گونه راه اندازها نياز به در نظر گرفتن کنتاکتور اصلي نيست . حفاظت هايي که معمولا در راه اندازهاي نرم پيش بيني مي گردد بشرح زير است :
- حفاظت در مقابل اضافه بار
- حفاظت در مقابل توالي معکوس فازها و دو فاز شدن
- حفاظت در مقابل افزايش حرارت سيم پيچ هاي موتور که از طريق سنسورهاي حرارتي انجام مي گردد.
- حفاظت در مقابل کاهش ولتاژ
و موارد ديگر که بسته به سازنده راه انداز مي تواند تغيير کند.
نکته مهم اينجاست که هنگام بسته شدن کنتاکتور باي پس حفاظت هاي تعبيه شده در راه انداز همچنان فعال مي باشد چون مسير باي پس تنها تايرستورها را باي پس مي کند.
جهت بستن کنتاکتور باي پس بعد از راه اندازي موتور عموما از يک کنتاکت راه انداز استفاده مي گردد که بعد از رمپ راه اندازي به صورت خودکار فعال مي گردد. لازم به ذکر است که برخي از راه اندازهاي نرم داراي سيستم باي پس داخلي هستند که ديگر نياز به در نظر گرفتن کنتاکتور باي پس نيست.
با توجه به اين که تايرستورهاي بکار رفته در راه اندازهاي نرم حرارت توليد مي کنند اينطور استنباط مي گردد که در تابلوهاي داراي راه اندازهاي نرم لازم است از فن استفاده گردد. ولي با توجه به کار راه انداز تنها در مرحله استارت ، حرارت توليد شده تنها به مرحله راه اندازي محدود مي گردد و بنابر اين در راه اندازهاي داراي سيستم باي پس تنها تعبيه شکاف هاي عبور هوا متناسب با درجه حفاظتي تابلو توصيه مي گردد. ضمن اين که اين گونه راه اندازها عموما مجهز به هيت سينک و فن هستند.
اکثر راه اندازهاي نرم مجهز به پورت هاي اطلاعاتي مانند مودباس- پروفي باس و .... جهت تبادل اطلاعات مي باشند که از اين طريق مي توان از کليه اطلاعات داخل راه انداز مطلع گرديد به اين طريق کنترل اين راه انداز ها توسط سيستم هايي مانند DCS بسيار ساده مي باشد.

موتور هاي خطي

يك موتور خطي در واقع يك موتور الكتريكي است كه استاتورش غير استوانه شده است تا به جاي اينكه يك گشتاور چرخشي توليد كند، يك نيروي خطي در راستاي طول استاتور ايجاد كند.
طرح‌هاي بسياري براي موتورهاي خطي ارائه شده است كه مي‌توان آنها را به دو دسته تقسيم كرد: موتورهاي خطي شتاب بالا و شتاب پايين. موتورهاي شتاب پايين براي قطارهاي مگليو و ديگر كاربردهاي حمل و نقلي روي زمين مناسب هستند. موتورهاي شتاب بالا معمولاً خيلي كوتاه هستند و براي شتاب دادن به جسمي تا سرعت بسيار زياد و سپس رها كردن آن به كار مي‌روند. اين موتورها معمولاً براي مطالعات برخورد سرعت بالا به عنوان تسليحات نظامي يا به عنوان راه‌اندازنده جرمي براي پيشرانه فضاپيما به كار مي‌رود. موتور خطي‌اي كه براي شتاب دادن به يون ها يا ذره‌هاي زير اتمي به كار مي‌رود، يك شتاب دهنده ذره ناميده مي‌شود. با نزديك شدن ذره‌ها به سرعت نور، طراحي موتورها معمولاً متفاوت مي‌شود و اين ذره‌ها نيز عموماً داري بار الكتريكي هستند.

شتاب پايين

ايده موتور خطي اولين بار توسط پرفسور اريك ليتويت از كالج امپريال در لندن مطرح شد. در طرح وي و در اكثر طرح‌هاي شتاب پايين، نيرو توسط يك ميدان مغناطيسي خطي سيار كه بر روي هادي‌ها موجود در ميدان عمل مي‌كند، ايجاد خواهد شد. در هر هادي‌ چه يك حلقه، چه يك سيم‌پيچ يا يك تكه از فلز تخت كه در اين ميدان قرار گيرد جريان‌هاي گردابي القا شده وجود خواهد داشت و بنابراين يك ميدان مغناطيسي مخالف را ايجاد خواهد كرد. دو ميدان مغناطيسي همديگر را دفع خواهند كرد و بنابراين جسم هادي را از استاتور دور خواهند كرد و آن را در طول جهت ميدان مغناطيسي سيار حمل خواهند كرد.
به علت اين ويژگي‌ها، موتور خطي اغلب در پيشرانه قطار مگليو به كار مي‌رود هر چند كه مي‌توان صرف نظر از پرواز مغناطيسي از آنها استفاده كرد، مانند استفاده در فن‌آوري انتقال پيشرفته و سريع نور كه در سيستم ترن آسماني ونكوور ، Scarborough RT تورنتو، ترن هوايي فرودگاه JGK نيويورك و Putra RTL كووالالامپور به كار مي‌رود. از اين فن‌آوري با تغييراتي در برخي از قطار‌هاي بازي نيز استفاده مي‌شود.
موتورهاي خطي عمودي نيز براي مكانيسم‌هاي بالابر در معدن هاي عميق پيشنهاد شده است.

شتاب بالا

موتورهاي خطي شتاب بالا براي كاربرهاي متعددي پيشنهاد شده‌اند. به علت اينكه مهمات ضد زرهي كنوني بايستي گلوله‌هاي كوچكي با انرژي جنبشي بسيار بالا باشند يعني دقيقاً آنچه كه اين موتورها فراهم مي‌كنند، از آنها به عنوان تسليحات استفاده شده‌ است. اين موتورها همچنين براي استفاده در پيشرانه فضا پيماها به كار گرفته مي‌شود. در چنين شرايطي به اين موتورها راه‌اندازهاي جرمي گفته مي‌شود. ساده‌ترين روش استفاده از راه‌انداز جرمي براي پيشرانه فضا پيما، ساخت يك راه‌انداز جرمي بزرگ است كه بتواند محموله را تا سرعت گريز شتاب دهد.
طراحي موتورهاي شتاب بالا به دلايل متعددي مشكل است. آنها مقادير بزرگ انرژي را در مدت زمان كوتاه نياز دارند. كه براي هر پرتاب در فضا نياز به 300GJ در مدت زمان كمتر از يك ثانيه دارد. ژنراتورهاي الكتريكي معمولي براي چنين نوع از باري طراحي نشده‌اند اما روش‌هاي ذخيره انرژي الكتريكي كوتاه مدت را مي‌توان مورد استفاده قرار داد. خازن ‌ها پر حجم و گران هستند اما مي‌توانند به سرعت مقادير بزرگ انرژي را فراهم كنند. ژنراتورهاي هم قطب را مي‌توان براي تبديل سريع انرژي جنبشي يك چرخ طيار به انرژي الكتريكي به كار برد. موتورهاي خطي شتاب بالا نيازمند ميدان‌هاي مغناطيسي بسيار قوي‌اي نيز هستند، در واقع ميدان‌هاي مغناطيسي اغلب آنقدر قوي اند كه اجازه استفاده از ابر رساناها را نمي‌دهند. اما با طراحي دقيق مي‌توان اين مشكل را حل كرد.
دو طرح متفاوت پايه‌اي از موتور‌هاي خطي شتاب بالا ابداع شده است: تفنگ‌هاي ريلي و تفنگ هاي كويلي.

موتورهاي فرمان يار DC بدون جاروبك

يک سرو موتور، يا يک موتورDC يا AC يا يک موتور DC بدون جاروبک مي‌باشد که ترکيب شده با يک دستگاه تعيين محل موقعيت (کدبردار ديجيتالي). سروو موتورها در ربات‌ها کاربرد خيلي زيادي دارند. اين موتورها کوچک ولي نسبت به اندازه‌شان بسيار پرقدرت مي‌باشند. موتور DC بدون جاروبک يک موتورDC معمولي نيست، اما يک ماشين سنکرون آهنرباي دائم است. اين نام بردن واقعي است زيرا مشخصات عملياتي آن همانند همان موتورهاي DC شنت با جريان ميدان ثابت است.

موتورهاي پله‌اي

نوع خاصي از موتور سنکرون که براي چرخيدن محور به اندازه يک زاويه خاص براي همه پالس‌هاي الکتريکي که از واحد کنترل کننده خودش دريافت مي‌کند، در نظر گرفته شده است. نوعي از پله‌ها 5/7 يا 15 درجه در هر پالس محور را مي‌چرخانند. اين است يک موتور که مي‌تواند با دو دستورالعمل بچرخد، حرکت کند در زاويه‌‌هايي با فواصل کوچک و دقيق،گشتاور موجود در سرعت صفر را تحمل مي‌کند و با مدار ديجيتالي کنترل مي‌شود. حرکت مي‌کند در زاويه‌هاي دقيق با فواصل کوچک معلوم به عنوان گام، در پاسخ به استفاده از پالس‌هاي ديجيتالي به مدار راه‌انداز الکتريکي. به طور کلي، اين قبيل موتورها با گام‌هايي در هر دور ساخته مي‌شوند. گام‌هاي موتورها دو قطبي هستند که نياز به دو منبع قدرت دارند با تک قطبي هستند که تنها نياز به يک منبع قدرت دارند.

موتورهاي يونيورسال

موتورهاي يونيورسال موتورهاي چرخشي هستند شبيه به موتورهاي DC اما طراحي شده‌اند براي ولتاژ DC با AC تکفاز. سيم‌پيچي‌هاي استاتور و رتور اين موتورها به صورت سري بين کموتاتور رتور متصل شده‌اند. بنابراين موتورهاي يونيورسال همچنين معروف هستند به موتورهاي AC سري يا يک موتور با کموتاتور AC. موتورهاي يونيورسال مي‌توانند کنترل شوند با راه‌انداز زاويه فاز و يا راه‌اندازهاي برشگر.
موتورهاي يونيورسال يک مشخصه گشتاور- سرعت با افت زياد از يک موتور DC را دارد.

نمونه کاربرد در جاروبرقي، دريل و وسايل آشپزخانه
موتور القايي تك فاز

چندين نوع موتور القايي تک فازکه امروزه مورد استفاده قرار مي‌گيرد، وجود دارد. به طور اساسي آنها يکسان هستند مگر براي وسايل راه‌اندازي. آنها طبقه‌بندي مي‌شوند به : موتور‌هاي القايي با انشقاق فاز، موتور با استارت خازني.

معيارهاي انتخاب موتور

1-دردست بودن منبع تغذيه
2- شرط يا عوامل راه اندازي
3-مشخصه‌هاي راه اندازي (گشتاور – سرعت) مناسب
4-سرعت عملکرد کار مطلوب
5- قابليت کارکردن به جلو و عقب
6- مشخصه‌هي شتاب (وابسته به بار)
7- بازده مناسب در بار اسمي
8-توانايي تحمل اضافه بار
9-اطمينان الکتريکي و حرارتي
10-قابليت نگهداري و عمر مفيد
11-ظاهر مکانيکي مناسب (اندازه، وزن،‌ ميزان صدا، محيط اطراف)
12- پيچيدگي کنترل و هزينه

چند نوع موتور القايي
موتور القايي AC فاز شكسته

1. موتور القايي با استارت خازني
2. موتورهاي AC القايي با خازن دائمي اسپليت
3. موتورهاي AC القايي استارت با خازن/ كاركرد با خازن

موتور القايي AC فاز شكسته

موتور فاز شكسته همچنين به عنوان Induction start/Induction run (استارت القايي/كاركرد القايي)هم شناخته مي شود كه دو پيچه دارد.پيچه استارت از سيم نازكتر و تعداد دور كمتر نسبت به پيچه اصلي براي بوجود آوردن مقاومت بيشتر ساخته شده است.همچنين ميدان پيچه استارت در زاويه اي غير از آنچه كه پيچه اصلي دارد قرار مي گيرد كه سبب آغاز چرخش موتور مي شود.پيچه اصلي كه از سيم ضخيم تري ساخته شده است موتور را هميشه درحالت چرخش باقي نگه مي دارد.
تورك آغازين كم است مثلا 100 تا 175 درصد تورك ارزيابي شده.موتور براي استارت جرياني زياد طلب مي كند.تقريبا 700 تا 1000 درصد جريان ارزيابي شده.تورك بيشينه توليد شده نيز در محدوده 250 تا 350 درصد از تورك براوردشده مي باشد.
كاربريهاي خوب براي موتورهاي فاز شكسته شامل سمباده (آسياب) هاي كوچك , دمنده ها و فنهاي كوچك و ديگر دستگاههايي با نياز به تورك آغازين كم با و نياز به قدرت 1/20 تا 1/3 اسب بخار مي باشد.از استفاده از اين موتورها در كاربريهايي كه به دوره هاي خاموش و روشن و گشتاور زياد نيازدارند خود داري نماييد.

موتور القايي با استارت خازني

اين نوع , موتور اصلاح شده فاز شكسته با خازني سري با آن براي بهبود استارت است.همانند موتور معمولي فاز شكسته اين نوع موتور يك سوئيچ گريز از مركز داشته كه هنگامي كه موتور به 75 درصد سرعت ارزيابي شده مي رسد , پيچه استارت را از مدار خارج مي نمايد.از آنجا كه خازن با مدار استارت موازي است , گشتاور استارت بيشتري توليد مي كند , معمولا در حدود 200 تا 400 درصد گشتاور ارزيابي شده.و جريان استارت معمولا بين 450 تا 575 درصد جريان ارزيابي شده است.كه بسيار كمتر از موتور فاز شكسته و بعلت سيم ضخيمتر در مدار استارت است.
نوع اصلاح شده اي از موتو با استارت خازني ، موتور با استارت مقاومتي است.در اين نوع موتور خازن استارت با يك مقاومت جايگزين شده است.موتور استارت مقاومتي در كاربريهايي مورد استفاده قرار مي گيرد كه ميزان گشتاور استارتينگي كمتر از مقداري كه موتور استارت خازني توليد مي كند لازم است.صرف نظر از هزينه اين موتور امتيازات عمده اي نسبت به موتور استارت خازني ندارد.
اين موتورها در انواع مختلف كاربريهاي پولي و تسمه اي مانند تسمه نقاله هاي كوچك , پمپها و دمنده هاي بزرگ به خوبي بسياري از خود گردانها و كاربريهاي چرخ دنده اي استفاده مي شوند.

موتورهاي AC القايي با خازن دائمي اسپليت

اين موتور (PSC) نوعي خازن دائما متصل به صورت سري به پيچه استارت دارد.اين كار سبب آن ميشود كه پيچه استارت تازماني كه موتور به سرعت چرخش خود برسد بصورت پيچه اي كمكي عمل كند.از آنجا كه خازن عملكرد اصلي , بايد براي استفاده مداوم طراحي شده باشد , نميتواند توان استارتي معادل يك موتور استارت خازني ايجاد نمايد.گشتاور استارت يك موتور (PSC) معمولا كم و در حدود 30 تا 150 درصد گشتاور ارزيابي شده است.موتورهاي (PSC) جريان استارتي پايين , معمولا در كمتر از 200 درصد جريان برآورد شده دارند كه آنها را براي كاربريهايي با سرعتهاي داراي چرخه هاي خاموش روشن بالا بسيار مناسب مي سازد.
موتورهاي PSC امتيازات فراواني دارند.طراحي موتور براحتي براي استفاده با كنترل كننده هاي سرعت ميتواند اصلاح شود.همچنين مي توانند براي بازدهي بهينه و ضريب توان بالا در فشار برآورد شده طراحي شوند.آنها به عنوان قابل اطمينان ترين موتور تك فاز مطرح ميشوند.مخصوصا به اين خاطر كه به سوئيچ گريز از مركز نيازي ندارند.
موتورهاي PSC بسته به طراحيشان كاربري بسيار متنوعي دارند كه شامل فنها , دمنده ها با نياز به گشتاور استارت كم و چرخه هاي كاري غير دائمي مانند تنظيم دستگاهها (طرز كارها) , عملگر درگاهها و بازكننده هاي درب گاراژها ميشود.

موتورهاي AC القايي استارت با خازن/ كاركرد با خازن

اين موتور , همانند موتور با استارت خازن , خازني از نوع استارتي در حالت سري با پيچه كمكي براي گشتاور زياد استارت دارد.همچنين مانند يك موتور PSC خازني از نوع كاركرد كه دركنار خازن استارت در حالت سري با پيچه كمكي است كه بعد از شروع به كار موتور از مدار خارج مي شود.اين حالت سبب بوجود آمدن گشتاوري در حد اضافي مي شود.
اين نوع موتور مي تواند ... و بازده بيشتر طراحي شود.اين موتور بخاطر خازنهاي كاركرد و استارت و سوئيچ گريز از مركز آن پرهزينه است.
اين موتور مي تواند در بسياري از كاربريهايي كه از هرموتور تك فاز ديگري انتظار ميرود استفاده شود.اين كاربريها شامل ماشينهاي مرتبط با چوب , كمپرسورهاي هوا , پمپهاي آب فشار قوي , پمپهاي تخليه و ديگر كاربردهاي نيازمند گشتاورهاي بالا در حد 1 تا 10 اسب بخار مي شوند.
منابع:
milad0milad0pop.blogfa.com
bselectron.mihanblog.com
www.abbas3stars.blogfa.com
sanat-bargh.blogfa.com
www.ess.blogfa.com
coil.blogfa.com
mohammadhaydari20.blogfa.com
spd.persianblog.com
محاسبه و طراحي موتورهاي القايي سه فاز تاليف :مهندسان عراقي و رحيميان پرور و حيدري و معيري ناشر : شركت سيم لاكي فارس
تكنولوژي برق جلد 4تاليف : بي . ال . تراژا ترجمه : سعيد شعاري‌ نژاد
ماشينهاي الكتريكي ( تئوري ، عملكرد و كاربرد ) تاليف : پرفسور بيم بهارا ترجمه : دكتر سلطاني و دكتر لساني
اصول ماشينهاي الكتريكي ( با كاربردهائي از الكترونيك قدرت ) تاليف : دكتر محمد ال هاواري‌
/خ